网络协议基础

一、互联网协议：

英语是世界所有人通信的唯一标准，internet实际就是计算机之间一系列统一的标准。而这一些列标准就是互联网协议。互联网的本质就是一系列协议。

二、互联网协议按照功能不同细分为osi七层或tcp/ip五层，或tcp/ip四层，我们需要掌握五层的原理就够了。

     

五层协议对应的物理设备：

 。

三、五层模型及对应协议：

1. 物理层：

定义：计算机之间必须靠光纤等完成组网（即连接）

物理层功能：主要是通过物理层发送或接受高低电频（电信号）

 

1. 数据链路层：

定义：单纯的电信号是没有意义的，必须对一串高低电频进行分组，每组代表  什么意思。

实现功能：定义了电信号的分组方式。

以太网协议：一个统一的分组标准。

一个数据报（帧）分为：head（固定长度18个字节）、data（最短46个字节、 最长1500个字节,data部分是数据的具体内容。）

head 18个字节中包含：源地址6个字节、目标地址6个字节、数据类型6个                      字节.

mac地址：即网卡地址（独一无二），上面说的目标地址、源地址都是mac地址。

广播：有了mac地址，同一局域网中的计算机就能实现通信（有了数据链路层就   有了mac地址，就能实现局域网内通信）

有了以太网协议：就能在同一个局域网内以广播的方式进行通信。

 

1. 网络层：（世界上所有计算机光靠mac地址通信，会造成广播风暴。。。）

定义：由于广播风暴，所以必须划分局域。

功能：引入一套新的地址来区分不同的广播域/子网

IP协议：规定网络地址的协议叫IP协议，它定义的地址称IP地址。

1.32位（4个字节）二进制,范围：0.0.0.0-255.255.255.255

一个IP地址通常携程四段十进制数，如：172.168.10.1

2.IP地址分为两部分：

网络部分：标识子网

主机部分：标识主机

注意一个单纯的IP地址段只是标识了IP地址的种类，无法确定所属的子网。

如：172.16.10.1与172.16.10.2并不能确定二者处于同一子网。

3.子网掩码：它的网络部分全部为1，主机部分全部为0

知道子网掩码，我们就能判断任意两个IP地址是否处于同一个子网络，方法 是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个对应数位都为一，结果 为1，否则为0），如果运算结果相同，就表明在同一个子网。

4.IP数据包：（分head、data）

IP协议的作用：

1. 为每一台计算分配一个IP地址。
2. 确定哪些地址是在一个子网。

ARP协议：广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址。

通信是基于mac地址的广播方式实现的，但是 计算机在发包时，获取自己的 mac地址是容易的，但是获取对方的mac就需要用到ARP协议。

 

通过IP地址和子网掩码区分自己所属的子网， 如果在相同子网，通过ARP协议返回目标计算机mac地址，如果不在相同子网，通过ARP协议返回目标网关mac地址。

 

4.传输层：网络层的IP协议的IP能帮我们区分子网，数据链路层的以太网协议mac地址能帮我们找到主机。但是需要定位传输层来定位主机上的应用程序。

端口即应用程序与网卡关联的编号。

传输层的功能：建立端口到端口的通信。

TCP协议：提供一种可靠的、确保数据不丢失不乱序的、端到端的传输。

TCP协议的三次握手与四次挥手：

 

 

5.应用层：

功能：固定应用程序的数据格式。

四、Socket

Socket是在应用层与传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的操作抽象成几个简单的接口，封装在一个类中，共应用层调用实现进程在网络中的通信。

我们可以通过ip地址+TCP协议+端口号（端口号是应用程序与mac地址关联的编号）来唯一标识网络中的一个进程。

然后我们就能够利用socket进行通信了。